Мембрана за диализа кръв - медицински полимери

внимание специалисти "за кръвта диализа очевидни достатъчно davno- експерименти са проведени върху използването на колодий филми и диафрагми от животински произход.
Първият осезаем резултат от запазване и удължаване на живота чрез кръв диализата е направено по време на Втората световна война в Холандия, когато W. J. Kolff успя да изчисти кръвта на пациент в тежко нараняване на интоксикацията на урея. Техниката е да се гарантира, че обикновената целофан тръба, използвана в производството на колбаси, навита върху макара, последният се поставя в диализатора и тръба започва да премине кръв. Оттогава целулозата твърдо установена в медицинската практика като основен материал за диализа филм, и дори сега, в разцвета на макромолекулна химия и появата на широка гама от нови полимерни материали, тя не се губи своята стойност.
По този начин, медицинско значение на кръв диализа nesomnenna- изключително широко този процес в клиничната практика дължи на два фактора. На първо място, изключително успешен прилагане на този метод към голям брой тежко ранен. Като цяло, в случаите, когато държавата преди това ще се счита за критичен или безнадежден, диализа, кръв е възможно само и ефективна стратегия за лечение. Друг мотивиращ фактор е развитието на технологиите и бързото разпространение на байпас за директна връзка на кръвоносните съдове да диализатора. Процесът на диализа, се основава на факта, че кръвта се изхвърля от организма и се изчиства. Преди появата на околовръстния процедура за присаждане в операционната практикува просто свързване на кръвоносните съдове с тръби, през които кръвта се хранят диализа. Мост това е фактът, че кръвоносните съдове са прикрепени към тефлон trubki- техните противоположни краища са свързани с други тръби от силиконова гума, която е избутана сменяем канюла или свързващи тръби (фиг. 8). По време на хемодиализа канюлата се отстранява и се изпраща директно в кръвния поток в диализатора. Ако процесът върви, кръв тече през шунта на байпас. Тази техника позволява да се опрости целия процес на хемодиализа и създава възможност за широк неговото прилагане не само в болници и клиники, но дори и в домашни условия.

Фиг. 8. байпас схема шунт.
Недостатъците включват следното байпас. В местата на контакт на кръвоносния съд с полимер материал (тефлон, силикон) на свързващата тръба е много вероятно tromboobrazovanie- допълнение, силикон контакт с естествената обвивка е изпълнен с въвеждането на инфекция. Всичко това налага да се промени шънтът средно най-малко 2 години. Във връзка с този метод на байпас сега се практикува по-малко и по-малко, както и мястото, което заема вътрешния байпаса.
Последната техника намалява на тази артерия е свързан към вена в тялото и да се осигури шлюз за кръв и кръв оттеглено от тях дебелина igloy- за завършване пречистване кръв се връща обратно в тялото. Повече от вероятно, че в бъдеще с появата на преносими изкуствени бъбреци отново да е необходимо да байпас, но в този, който би трябвало добре похарчени свържете с жива тъкан с синтетично вещество, т.е.. Д. Ще има изпълнен с тромбоза и интоксикация.
От изтичане на кръвоносен съд са известни svertyvaetsya- отношение на диализа, тази функция е вредно, и поради това неизбежно ще използването на такива вещества, които биха попречили на кръвосъсирването, като например хепарин. Следователно кръв диализа може да се извърши само в присъствието на три фактора: диализна мембрана, шунт и антикоагулант.
Основните изисквания за диализна мембрана, трябва да бъдат отнесени предимно пропускливост на вещества и разтвори способността за ултрафилтрация. Знайте доста добри филмови материали, които притежават тези две качества, но тук влиза в сила е друго основно изискване, а именно, динамичен механична якост. Очевидно е, че целия обем на третирани кръвта трябва да се върне към organizm- това - фундаменталната основа за процедурата на диализа. Ако по време на процеса на мембрана в известна степен да бъдат унищожени, тъй като скоростта на кръвния поток е 20 мл / мин, скалата на увреждане е равни реакции разкъсване артерии, и в този случай не е изключено дори фатални. Тъй като филмът за кръв диализа, ултрафилтруване способен воден компонент, се увеличава налягането в кръвта към диализата и опасността от разкъсване на филма е много висока. Следователно, необходимо е, че филмът има достатъчно сили да издържат на този натиск. От тази гледна точка, целулоза превъзходство над всички други филмови материали е абсолютно безспорна. Между другото, в някои аспекти, синтетични полимери днешно време са буквално по петите на естествен високо veschestvami- специално наясно с динамичен механичната якост на съвременни синтетични материали, тяхната способност настоящето сушене или омокрящи, хидрофобност и други благоприятни свойства.
Когато се говори за водоотблъскващи свойства на полимерни материали, използвани, например в строителството, въпросът е практически намалява на хидрофобността на макромолекулни вериги на полимера. Подходът към същия проблем от гледна точка на диализа дава следната картина: диализира вещество се разтваря във вода, и ако между неговите концентрации в кръвта и диализата има капка, веществото естествено се движи към по-ниска концентрация. Ако водата не е обгърне макромолекулни вериги, използването на диализните филми от този материал би било невъзможно.
Вече бе споменато, че в настоящия хемодиализатори използват плоски и тръбни мембрани и кухите влакна мембрани. В първия и втория случаите стабилизиране диализат поток се постига с това, че върху повърхността на пластмаса с постоянно закрепена на разширени жлебове мембрана (на два листа) trubki- или в друго изпълнение, те са фиксирани на мрежата от пластмасов материал (вж. Фиг. 9, 10). Ако методът на закрепване на мембраната създава най-широката повърхност на контакт на кръвта с диализата на минималната дебелина на слоевете, ефективността на процес се подобрява. Разбираемо е, че във всеки метод на фиксиране предпочита повече тесни порции мембранни фиксиране, но се концентрира в тези области динамично напрежение. Ако възникне такава концентрация, мембраната е естествено да започне да се простират и, дори ако е унищожен, все още е напрежение ще повиши кръвното слой и рязко намаляване на ефективността на хемодиализа. Ако определено критично ниво е превишен, след това потокът от диализа течност би било невъзможно. По този начин, тези части са criterial сила на абсорбцията на мембрана вода.

Фиг. 9. hemodialyzer три модела.
А - плосък Configuration- Б - модел katushki- Б - модел на кухите влакна.
1 - изхода dializata- с 2 - 3 фураж krovi- - фиксиране на панели на polietilena- 4 - колектор-дистрибутор потоци krovi- 5 - мембрана kuprofana- 6 - изход krovi- 7-8 dializata- фураж - разпределението на потока диализат ,

Фиг. 10. Принципът на работа на двата модела на диализатори.
А - плосък Модел- Б - модел под формата на серпентина.
целулоза кристална структура се характеризира с наличието на части от които дори в процеса на сорбиращ вода, когато напрежението нараства, целулозни макромолекулни вериги не се разтягат. Ясно е, че е много трудно да се постигне същия ефект в синтетични полимери. Въпреки най-широкото използване на тези продукти в различни области на науката, технологиите и ежедневието са области, които изискват издръжливост при абсорбция на влага, не е част от гама от възможности за изкуствени полимерни материали, поне днес. Разбира се, може да се компенсира недостатъчната сила на дебелината на мембраната, но в този случай би било неизбежното намаляване възможностите дифузия на мембраната по отношение на разтворени вещества.
Почти всички плоски и тръбни мембрани на целулоза, които понастоящем се използват в света са направени от cuprophane (Cuprophan R) (ENKA) - техните основни характеристики са дадени в таблица. 16, 17 и 18. Материалът на мембраната и служи като cuprophane маса метод получена мед амоняк. Последните се различава от ксантогенат метод значително по-малко разграждане на целулозата и възможността за получаване на много тънки филми, и следователно се предпочита. Говорейки на други материали, подобни на целулоза, трябва да се подчертае, че в случай на идентични динамична механична якост от най-важният показател по отношение на дебелина на кръв диализна мембрана. Тя трябва да бъде сведено до минимум.

Таблица 16. навикуларната кост дисперсия диализатори с слоести мембрани, получени в търговски мащаб

В допълнение, компанията произвежда диализатори с мембрани и 1.50 площ от 0.54 m2 при дебелина от 7 микрона и 13,5.

Таблица 17. диализаторите на тип серпентина произведени в търговски мащаб

  Фирма произвежда диализатори с площ мембрана от 0.7 до 1.4 m2.

*** Фирмата произвежда диализатори COP модел.

**** Фирмата произвежда диализатори друг тип.

***** В допълнение, компанията произвежда повече диализатори 6 модела EX 01-29.
****** също се произвежда други модели на диализатори и свързаното с тях оборудване.

Таблица 18. диализатори с мембрани от кухи влакна

1. В допълнение към тези модели, компанията произвежда диализатори модел целулозен ацетат, поливинил хлорид акрилонитрил кополимер с етилен в комбинация с формалин.

** на нарязани влакна, стерилизира чрез топлинна обработка.
*** Flat диализатор наклонено положение.
**** произвежда само експериментален модел.
***** производство експериментални проби суспендирани.
мембрани от кухи влакна са предназначени за диализатори, също изработен от целулоза. В момента, широк обхват на придобити научни изследвания и развитие на работата по намаляването на размера на диализатори и вече постигна значителен напредък в тази посока. Подобряване на материали позволява да засили процеса на пречистване кръв, без да се прибягва до повишаване на мембранната област. В оборудване за производство диализатор обща гледна точка на това, че използването на кухи влакна трябва да доведе до увеличаване на повърхността на активната мембрана.

K-12, както и на устройства, работещи на мембраните на полисулфонат. При някои модели, тя осигурява стерилизация възможност оксид
Известно е, че топлообменници компактност и ефективност се постига чрез използване на многотръбен система- движеща сила тук е спад на температурата. За кух характеристика влакна, че броят на точките на концентрация налягане в тях много по-малко в сравнение с други влакнести материали (плоски, тръбни), и поради това е възможно да се използват за производството на мембрани от кухи влакна дори такива материали, които дават маса в неговата механична якост. Въпреки това, по отношение на мембраните, значително се разширява като сорбция на вода, трябва да се отбележи, че не изключва възможността за тежък оток на кухите влакна по време на диализа. Дебелината на кръв слой естествено увеличава и ефективността на процеса спада рязко.

Първият осезаем успех постига компанията «Cordis-Dow» (САЩ) в проектирането на диализатори с мембрани от кухи влакна. Там са разработили нова техника, която се състои в това, че целулозен ацетат се прилага пластификатор и стопилка щапелни прежди след предене и след това се елиминира оцетна киселина, превръщане на получените нишки в целулоза. По всяка вероятност, по време на пластификатора на деацетилиране е също отстранява и следователно влакната придобиват способността да дифундира.
Наскоро, технологията на използване пластифициращи агенти стана обект на множество изследвания и някои реални резултати са постигнати. По този начин, значителен интерес беше посланието, по смисъла на който е, както следва. Ако се използва пластификатор не е много съвместим с целулоза, ще се концентрира в не-кристални части на кухите влакна и по време на последваща обработка на влакната изчезват напълно. В крайна сметка е в състояние да получи високо пропусклив материал под формата на кухи влакна, който запазва добре дефинирана кристална структура.
Технология на производство от кухи влакна, както и конвенционални прежди се разделят в три основни начина: сухо или мокро предене и предене стопят. В случая, когато е необходимо да се получи кухи влакна морфологично, по технологична и следователно за предпочитане е последният от тези методи. Най-големите трудности създава мокър метод предене, когато е необходимо да се предизвика коагулация при запазване на вътрешната кухина на влакното. Въпреки това, способността дифузия на влакното по отношение на разтворите намалява в реда: мокро предене>сухо предене>стопилка. В първия случай, порите образувани чрез отстраняване на разтворителя в коагулацията може да стане точно тези отвори, през които да дифундират и разтворени вещества. Както и при други методи, т.е.. Д. На сухо предене и се стопи предене, е, по всяка вероятност ще бъде необходимо да се образува пори специално последваща обработка.
В момента производството на кухи влакна от процеса на сделка Benberga две фирми: Енка и "Асахи Касе" (виж Таблица 16 ..). Първата специализирана в производството на само nitey- има няколко корпорации на света, който се провежда по-нататъшни стъпки на процеса, довели до нивото на Енка влакна пряка производствена диализатор. Фирма "Асахи Касе" консумативи готови влакна (вж. Таблица. 17). Известни мнения и коментари, според които продуктите на тази компания значително надвишава влакното на компанията «Cordis-Dow» относно предаването на средно вещества молекулно тегло, способността им да ултрафилтрация и най-накрая, на динамичните механични свойства. Разбираемо е, че всички тези различия по някакъв начин са свързани с процеса на предене (предене) volokna- видно от данните, показани в таблица. 18.
Що се отнася до възстановяването на целулоза от целулозен ацетат, че е необходимо да се подчертае, че само голяма роля тук принадлежи на деструктивни процеси. За тях, между другото, много се говори и пише през последните години. Освен това, за да се получи кухи влакнести материали отговарят на специфични медицински изисквания, ще бъде необходимо да се придържат към следващата технологична стратегия напълно потискат разграждане по време на регенериране, силно стимулира кристализация по време на формоване, показвайки по този начин най-големите силови влакна и едновременно максимизира порьозността на материала с ниско дебелина. Без съмнение, действителното производство на диализни мембрани от кухи влакна, получени ще бъде свързано с многобройни трудности чисто инженерство ред. Така че, имате нужда от строг контрол на качеството, защото има две крайности са опасни като твърде доминирана от кухи профили или, напротив, когато празните пространства са оформени в явно недостатъчно. Такива отклонения се определят от качеството на изходния полимер, т. Е. практика зависи от това как стриктно се поддържа температурата и други режими на процеса на полимеризация.

Фиг. 11. общата схема и основните параметри на hemodialyzer.

Q - С-Flow количествен параметър - концентрация-В - кръв, D - dializat- I - входящ отвор за - изход.
Кухи влакна в диализатори, които са били издадени преди последния път, имаха формата на кръгов цилиндър в secheniya- на цилиндър - успоредно на стените му и един към друг - настанени кухи влакна, чиито краища са в контакт с двете страни в пакети полиуретан или силикон "произтича". През последните години е желателно такава конфигурация е насаждат съмнения, а именно оказа проблематично преминаване диализат строго на аксиалната част на лъча, т.е.. Д. кухите влакна в централната част puchka- не очевидни като най-висока ефективност на мембраните. Въз основа на това, ние решихме да информира диализатора, т. Е. цилиндър малко сплескана или елипсовидна форма. В резултат, в сравнение с предишните диализаторите със същата площ на съотношение възстановяване мембрана на урея, креатинин и пикочна киселина, увеличени с почти 20%, а броят на стоп устройство за аварийно време клинична употреба значително намалява.
тип цилиндър диализатора на строго кръгло напречно сечение да трепти тромби, и в тези кухи влакна, които са разположени в централната част на цилиндъра. Освен това, скоростта на ултрафилтрация е относително ниска, въпреки че мембраната са направени от идентични влакна. Внимателното проследяване на пътя на потока диализат възможно да се посочи, че дори когато се използват същите диализаторите влакна е възможно да се създаде висока способност разделяне без увеличаване на площ работа мембрана. Тук на първо място трябва да установи как едни и същи в целия участък на кръвта и диализата преминава през мембраната. Поредица от изследвания върху този въпрос, общия смисъл, който е както следва. Кухи влакна не са разположени паралелно, като по този начин създаване на неравности дори някои разстройство на потоци. В резултат на това не е само увеличаване на степента на диализа, но също така намалява честотата на образуване на тромби (вж. Таблица. 18).